電路功能與優(yōu)勢

本文所述電路如圖1所示，它利用ADC驅(qū)動器 ADA4937-1 提供交流耦合單端輸入至差分的轉(zhuǎn)換，用于驅(qū)動14位125 MSPS ADC AD9246 。ADA4937是一款低噪聲、超低失真、高速差分放大器，具有低直流失調(diào)和出色的動態(tài)性能。它是分辨率高達16位、DC至100 MHz、高性能ADC的理想驅(qū)動器，非常適合各種不同的數(shù)據(jù)采集和信號處理應(yīng)用。與以前的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相比，此電路的功耗與成本均有所降低，適用于通信、儀器儀表和醫(yī)療成像等應(yīng)用。

圖1. ADA4937-1驅(qū)動AD9246

電路描述

AD9246是一款單芯片、14位、80 MSPS/105 MSPS/125 MSPS模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采用1.8 V單電源供電，內(nèi)置一個高性能采樣保持放大器(SHA)和片內(nèi)基準電壓源。利用寬帶寬、真差分采樣保持放大器(SHA)，用戶可以選擇包括單端應(yīng)用在內(nèi)的各種輸入范圍和偏移。該器件可用于多路復(fù)用系統(tǒng)，在連續(xù)通道中切換滿量程電平，以及采用遠超過奈奎斯特速率的頻率對單通道輸入進行采樣。

采用差分驅(qū)動時，AD9246能夠?qū)崿F(xiàn)最佳性能。ADA4937不僅提供單端至差分轉(zhuǎn)換，而且提供增益與電平轉(zhuǎn)換。ADA4937的輸出共模電壓通過電阻分壓器與ADA4937的Vocm引腳相連來設(shè)置。

ADC驅(qū)動器的輸出交流耦合至一個單極、低通濾波器。該低通濾波器可降低ADC輸入處的噪聲帶寬，并且與ADC及驅(qū)動器的開關(guān)電容輸入形成一定程度的隔離。在任何配置中，分流電容值C均取決于輸入頻率和源阻抗，并且可能需要減小或去除。表1列出了設(shè)置RC網(wǎng)絡(luò)的建議值。不過，這些值取決于輸入信號，只能用作初始參考。

圖2. ADA4937和AD9246組合的HD2/HD3

ADC的輸入共模電壓由CML引腳和一對200 Ω電阻設(shè)置。在其它應(yīng)用中，CML與ADA4937的Vocm引腳用來設(shè)置ADC的輸入共模電壓，請參考下一部分“常見變化”。ADA4937采用ADI公司專有的硅-鍺(SiGe)互補雙極性工藝制造，可實現(xiàn)極低的失真水平，輸入電壓噪聲僅為2.2 nV/√Hz。

圖1所示電路已經(jīng)過各種頻率的?1 dBFS信號測試。圖2所示為二次和三次諧波失真(HD2/HD3)與頻率的關(guān)系曲線。

常見變化

驅(qū)動ADC時，還可以考慮其它幾種放大器配置：差分交流耦合輸入至差分輸出、直流耦合單端輸入至交流耦合差分輸出、直流耦合單端輸入至差分輸出以及直流耦合差分輸入至差分輸出。

在直流耦合系統(tǒng)中，驅(qū)動器輸出共模電壓通過Vocm引腳設(shè)置?？烧{(diào)輸出共模電平使ADA4937輸出能夠與ADC的輸入共模電壓相匹配。ADA4937的內(nèi)部共模反饋環(huán)路也可提供出色的輸出平衡，并能抑制偶數(shù)階諧波失真積。在這些應(yīng)用中，ADC的CML引腳經(jīng)常與驅(qū)動器的Vocm引腳直接相連，確保實現(xiàn)最佳的ADC輸入共模電壓。在其它應(yīng)用中，Vocm引腳可以采用低阻抗源驅(qū)動，如運算放大器等。也可以讓Vocm引腳保持浮地，但通過一個電容來旁路，這種情況下，Vocm電壓被設(shè)置為+Vs和–Vs引腳所施加電壓的中間點。

表1. RC網(wǎng)絡(luò)建議值